【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 很大的弊端；而點(diǎn)陣式 LCD 不僅可以顯示字符、數(shù)字，還可以顯示各種圖形、曲線和漢字，像 12864TH點(diǎn)陣式液晶顯示模塊就可以顯示漢字、圖片，還可以顯示自定義字符。因此本文 選用了 12864(128 64)LCD 顯示器，它是 128(列 )64(行 )點(diǎn)陣的 LCD 顯示模塊。在該系統(tǒng)中，通過 89S51 微控制器輸入輸出接口，利用 C 語(yǔ)言編程控制輸入輸出端口的高低電平，根據(jù)時(shí)序 ,以實(shí)現(xiàn)對(duì) LCD 的控制，使得所需顯示的數(shù)據(jù)以及功能 得以在 LCD 顯示模塊上顯示。 12864 引腳圖 如圖 所示： 武漢工程大學(xué)郵電與信息工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 圖 12864 引腳圖 本設(shè)計(jì)使用的是 TH12864 顯示模塊。 TH12864 液晶顯示模塊是 128 64點(diǎn)陣的漢字圖形型液晶顯示模塊，可顯示中文漢字及字符，且內(nèi)含圖形庫(kù)，可顯示自定義字符，內(nèi)置國(guó)標(biāo) GB2312 碼簡(jiǎn)體中文字庫(kù)（ 16 16 點(diǎn)陣）、 128 個(gè)字符（ 8 16 點(diǎn)陣）及 64 256 點(diǎn)陣顯示 RAM（ GDRAM）。與外部 CPU 接口采用并行或串 行兩種控制方式。其中 TH12864 的供電電源有 和 5V的，在本設(shè)計(jì)中使用的是 。其引腳說明如表 所示 ： 表 12864 引腳功能說明 引腳序號(hào) 引腳符號(hào) 名稱 功能 使用方法 1 VSS 邏輯地連接端 提供工作電源參考地 接用戶提供的數(shù)字電源地 2 VCC 供電電源連接端 提供 LCD 工件的電源 接用戶提供的 5V177。10%供電電源 3 LCDVIN LCD 工作電源輸入端 提供 LCD 工作的電源 接用戶提供的~VCC+ 工作電源 4 RS 內(nèi)部功能寄存器選擇信號(hào)，輸入端 提供內(nèi)部功能寄存器選擇的輸入信號(hào)， RS=H 選擇數(shù)據(jù)寄存器， RS=L 選擇命令或狀態(tài)寄存器 外接微處理器的選通控制信號(hào) 5 R/W 讀 /寫操作控制信號(hào)，輸入端 提供讀 /寫操作的輸入信號(hào)，輸入信號(hào)，選擇讀 /寫模塊操作 R/W=H，讀操作；R/W=L，寫操作 外接微處理器的讀寫控制信號(hào) 6 E 片選使能，輸入端 提供選通工作的輸入信號(hào)，片選信號(hào)，高電平有效 外接微處理器的片選輸出信號(hào) 714 DB0~DB7 內(nèi)部數(shù)據(jù)總線，輸入 /輸出 提供數(shù)據(jù)輸入 /輸出的信息交換通道 外接微處理器的并行數(shù)據(jù)總線 15 CS1 片選輸入端 提供 KS0108B（ 1）片選信號(hào) 外接選通 KS0108B（ 1）的片選信號(hào) 武漢工程大學(xué)郵電與信息工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 16 CS2 片選輸入端 提供 KS0108B（ 1）片選信號(hào) 外接選通 KS0108B（ 2）的片選信號(hào) 17 RSTB 復(fù)位控制輸入端 復(fù)位信號(hào)，低電平有效 接外部復(fù)位電路輸出端 18 VOUT 驅(qū)動(dòng)電壓輸出端 提供 LCD 驅(qū)動(dòng)電壓輸出 通過電位器調(diào)整后接背光電源輸入端 19 BLVCC 背光電源輸入端 提供背光電路的電源 最大 ，根據(jù)需要調(diào)整 20 BLGND 背光地 提供背光電路的參考地 按鍵的介 紹 鍵盤在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)輸入數(shù)據(jù)、傳送命令的功能，是人工干預(yù)的主要手段。鍵盤分兩大類：編碼鍵盤和非編碼鍵盤。編碼鍵盤：由硬件邏輯電路完成必要的鍵識(shí)別工作與可靠性措施。每按一次鍵，鍵盤自動(dòng)提供被按鍵的讀數(shù)，同時(shí)產(chǎn)生一選通脈沖通知微處理器，一般還具有反彈跳和同時(shí)按鍵保護(hù)功能。這種鍵盤易于使用，但硬件比較復(fù)雜，對(duì)于主機(jī)任務(wù)繁重之情況，采用 8279 可編程鍵盤管理接口芯片構(gòu)成編碼式鍵盤系統(tǒng)是很實(shí)用的方案。非編碼鍵盤：只簡(jiǎn)單地提供鍵盤的行列與矩陣，其他操作如鍵的識(shí)別，決定按鍵的讀數(shù)等僅靠軟件完成，故硬件較為簡(jiǎn)單 ，但占用 CPU 較多時(shí)間。有：獨(dú)立式按鍵結(jié)構(gòu)、矩陣式按鍵結(jié)構(gòu)。 按鍵系統(tǒng)設(shè)計(jì) 首先，確定鍵盤編碼方案：采用編碼鍵盤或非編碼鍵盤。隨后，確定鍵盤工作式：采用中斷或查詢方式輸入鍵操作信息。然后，設(shè)計(jì)硬件電路。非編碼鍵盤系統(tǒng)中，鍵閉合和鍵釋放的信息的獲取，鍵抖動(dòng)的消除，鍵值查找及一些保護(hù)措施的實(shí)施等任務(wù)，均由軟件來(lái)完成。 （一）非編碼鍵盤的鍵輸入程序應(yīng)完成的基本任務(wù) ；鍵的閉合與否，反映在電壓上就是呈現(xiàn)出高電平或低電平，所以通過電平的高低狀態(tài)的檢測(cè)，便可確認(rèn)按鍵按下與否。 。 。 （二）從電路或軟件的角度應(yīng)解決的問題 消除抖動(dòng)影響。鍵盤按鍵所用開關(guān)為機(jī)械彈性開關(guān)，利用了機(jī)械觸點(diǎn)的合、斷作用。由于機(jī)械觸點(diǎn)的的彈性作用，一個(gè)按鍵開關(guān)在閉合和斷開的瞬間均有一連串的抖動(dòng)，抖動(dòng)時(shí)間的長(zhǎng)短由按鍵的機(jī)械特性決定，一般為 5~10ms，這是一個(gè)很重要的參數(shù)。抖動(dòng)過程引起電平信號(hào)的波動(dòng)，有可能令 CPU 誤解為多次按鍵操作，從而引起誤處理。 為了確保 CPU 對(duì)一次按鍵動(dòng)作只確認(rèn)一次按鍵，必須消除抖動(dòng)的影響。按鍵的消抖，通常有軟件，硬件兩 種消除方法。 這種方法只適用于鍵的數(shù)目較少的情況。 。如果按鍵較多，硬件消抖將無(wú)法勝任，常采用軟件消抖。通常采用軟件延時(shí)的方法：在第一次檢測(cè)到有鍵按下時(shí)，執(zhí)行一段延時(shí) 10ms 的子程序后，再確認(rèn)電平是否仍保持閉合狀態(tài)電平，如果保持閉合狀態(tài)電平，則確認(rèn)真正有鍵按下，進(jìn)行相應(yīng)處理工作，消除了抖動(dòng)的影響。（這種消除抖動(dòng)影響的軟件措施是切實(shí)可行的。） 武漢工程大學(xué)郵電與信息工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 。串鍵：是指同時(shí)有一個(gè)以上的鍵按下，串鍵會(huì)引起CPU 錯(cuò)誤響應(yīng)。通常采取的策略：?jiǎn)捂I按下有效，多 鍵同時(shí)按下無(wú)效。 。連擊：是一次按鍵產(chǎn)生多次擊鍵的效果。要有對(duì)按鍵釋放的處理，為了消除連擊，使得一次按鍵只產(chǎn)生一次鍵功能的執(zhí)行（不管一次按鍵持續(xù)的時(shí)間多長(zhǎng)，僅采樣一個(gè)數(shù)據(jù)）。否則的話，鍵功能程序的執(zhí)行次數(shù)將是不可預(yù)知，由按鍵時(shí)間決定。連擊是可以利用的。連擊對(duì)于用計(jì)數(shù)法設(shè)計(jì)的多功能鍵特別有效。 A\D 轉(zhuǎn)換器 ADC0809 的介紹 模 /數(shù)（ A/D）轉(zhuǎn)換電路的種類 很多，如計(jì)數(shù)比較型、逐次逼近型、雙積分型等等。選擇 A/D 轉(zhuǎn)換器件主要 從速度、精度和價(jià)格上考慮。這里，我們主要學(xué)習(xí)后二種典型 A/D 電路芯片與 8051單片機(jī)的接口方法。 逐次逼近法 A/D 轉(zhuǎn)換器，在精度、速度和價(jià)格上都適中，是最常用的 A/D轉(zhuǎn)換器件。雙積分 A/D 變換器，具有精度高、抗干擾性好、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，但轉(zhuǎn)換速度慢。近年來(lái)在微機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域中也得到廣泛應(yīng)用 ADC0809是 CMOS 工藝、采用逐次逼近法的 8位 A/D 轉(zhuǎn)換芯片， 28引腳雙列直插式片內(nèi)除 A/D 轉(zhuǎn)換部分外還有多路模擬開關(guān)部分。 多路開關(guān)有 8位模擬量輸入 端，最多允許 8路模擬量分時(shí)輸入，共用一個(gè) A/D 轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換。 ADC0809的主要性能 (1) 8位逐次逼近型 A/D 轉(zhuǎn)換器 ，所有引腳的邏輯電平與 TTL 電平兼容。 (2) 帶有鎖存功能的 8路模擬量轉(zhuǎn)換開關(guān)，可對(duì) 8路 0～ 5V 模擬量進(jìn)行分時(shí)切換。 (3) 輸出具有三態(tài)鎖存功能。 (4) 分辨率： 8位，轉(zhuǎn)換時(shí)間： 100μ s。 (5) 不可調(diào)誤差：177。 1LBS，功耗： 15mW。 (6) 工作電壓： +5V，參考電壓標(biāo)準(zhǔn)值 +5V。 (7) 片內(nèi)無(wú)時(shí)鐘，一般需外加 640KHz以下且不低于 100KHz的 時(shí)鐘信號(hào) 。 ADC0809引角圖和內(nèi)部結(jié)構(gòu)邏輯圖 如圖 ADC0809的引腳圖及內(nèi)部結(jié)構(gòu)邏輯圖。它由 8路模擬開關(guān)、 8位 A/D 轉(zhuǎn)換器、三位輸出鎖存器以及地址鎖存譯碼器等組成。 武漢工程大學(xué)郵電與信息工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 圖 ADC0809引角圖和內(nèi)部結(jié)構(gòu)邏輯圖 引腳功能說明如下： IN0— IN7： 8個(gè)輸入通道模擬輸入端。 D0（ 2— 8） — D7(2— 1)： 8位數(shù) 字量輸出端。 SAART：?jiǎn)?dòng)信號(hào)，加上正脈沖后， A/D 轉(zhuǎn)換開始進(jìn)行。 ALE：地址鎖存信號(hào)，高電平時(shí)把三個(gè)地址信號(hào)送入地址鎖存器，并經(jīng)譯碼器得到地址輸出，以選擇相應(yīng)的模擬輸入通道。 EOC：轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)。轉(zhuǎn)換開始后， EOC 信號(hào)變低；轉(zhuǎn)換結(jié)束后， EOC 返回高電平。這個(gè)信號(hào)可以作為 A/D 轉(zhuǎn)換器的狀態(tài)信號(hào)來(lái)查詢。也可以直接用作中斷請(qǐng)求信號(hào)。 OE：輸出允許控制端。 CLK：時(shí)鐘信號(hào)，最高允許值為 640KHz。 VREF（ +）和 VREF（ — ）： A/D 轉(zhuǎn)換器的參考電壓。 VCC：電源電壓。由于是 CMOS 芯片，允許的 電源范圍較寬，可以從+5V— +15V。 模擬開關(guān)的作用和 8位選 1數(shù)據(jù)選擇器的作用相似，但輸入和輸出都不是數(shù)字量而是模擬量。 ADC0809芯片的轉(zhuǎn)換速度在最高時(shí)鐘頻率下為 100μS 左右，在和 CPU 接口時(shí)，要求采用查詢方式或者中斷方式。 在 ALE=1期間，模擬開關(guān)的地址（ ADDA， ADDB， ADDC）存入地址鎖存器；在 ALE=0時(shí)，地址鎖存。輸入啟動(dòng)信號(hào) STARTR 的上升沿復(fù)位 ADC0809，它的下降沿啟動(dòng) A/D 轉(zhuǎn)換。 EOC 為輸出的轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)，正在轉(zhuǎn)換時(shí)為 0，轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)為 1。 OE為輸出允許控制端，在轉(zhuǎn)換完 成后用來(lái)打開輸出三態(tài)門，以便從0809輸出這次轉(zhuǎn)換結(jié)果。 放大器 放大器芯片選用 OP07 芯片， OP07 芯片是一種低噪聲，非斬波穩(wěn)零的雙極性運(yùn)算放大器集成電路。由于 OP07 具有非常低的輸入失調(diào)電壓（對(duì)于 OP07A最大為 25μ V），所以 OP07 在很多應(yīng)用場(chǎng)合不需要額外的調(diào)零措施。 OP07 同時(shí)具有輸入偏置電流低（ OP07A 為177。 2nA）和開環(huán)增益高（對(duì)于 OP07A 為 300V/mV） 武漢工程大學(xué)郵電與信息工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 的特點(diǎn)，這種低失調(diào)、高開環(huán)增益的特性使得 OP07 特別適用于高增益的測(cè)量設(shè)備和放大傳感器的微弱信號(hào)等方面。 芯片特點(diǎn)：（ 1）超低偏 移： 150μ V 最大 。 （ 2）低輸入偏置電流： 。 （ 3）低失調(diào)電壓漂移： V/℃ 。 （ 4）超穩(wěn)定，時(shí)間： 2μ V/month 最大 （ 5） 高電源電壓范圍： 177。 3V 至177。 22V 圖 OP07 芯片引角圖 OP07 芯片引腳功能說明如下： 1 和 8 為偏置平衡 (調(diào)零端 )， 2 為反向輸入端， 3 為正向輸入端， 4 接地， 5空腳 6 為輸出， 7 接電源 +。 圖 OP07 內(nèi)部電路圖 武漢工程大學(xué)郵電與信息工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 恒流源電路的結(jié)構(gòu) ( 1) 影響測(cè)量速度的因素 影響變壓器繞組測(cè)量速度的主要因素是電路進(jìn)入穩(wěn)態(tài)所需要的時(shí)間。對(duì)于圖2a 所示電路 , 設(shè)電路進(jìn)入穩(wěn)態(tài)時(shí)的電流值為 Is( = V /R) , 則繞組的電流方程為 i = I s (1 e t/ S) ( 21) 理論上認(rèn)為 , 4S 時(shí)間之后 , 電路進(jìn)入穩(wěn)態(tài)。假設(shè)繞組的電感為 10H, 電阻為18 , 即 S 為 10s, 則電路將需要 40s 才能穩(wěn)定 , 考慮到精密測(cè)量 , 這一時(shí)間實(shí)際上還要長(zhǎng)很多。圖 2b 所示電路加入了電流控制環(huán)節(jié) $ $恒流源 , 當(dāng)回路電流 i 未達(dá)到恒定值 Ic 時(shí) , 按式 ( 1) 變化 。 當(dāng) i 達(dá)到 Ic 時(shí) , 將恒定于 Ic。 圖 加入電流控制環(huán)節(jié)的恒流電路 為找出影響 t 的因素 , 可將 ( 21) 式改寫成 t= ( L / R) @ ln( 1 iR/ V) ( 22) 由式 ( 22) 可以看出 , 當(dāng)繞組的 R 和 L 值確定時(shí) , i 達(dá)到 Ic 所需時(shí)間 ts 隨 Ic 增大而增加 ,隨電源電壓 V 增大而減少。因?yàn)闇p小 Ic 會(huì)降低測(cè)量的精度 , 因此提高電源電壓 V 是提高測(cè)量速度的主要措施。為討論方便 , 取 L= 10H,R= 18 , Ic= 1A, 選取不同的 V 值 , 得到 ts 值 ,如表 1 所示。 從表 1